способ рекуперации ценных металлов из суперсплавов (варианты)
Классы МПК: | C22B7/00 Переработка сырья, кроме руды, например скрапа, с целью получения цветных металлов или их соединений C22B61/00 Получение металлов, не отнесенных к предыдущим группам этого подкласса C22B1/02 способы обжига C22B3/04 выщелачиванием C22B23/00 Получение никеля или кобальта |
Автор(ы): | ОЛЬБРИХ Армин (DE), МЕЕЗЕ-МАРКТШЕФФЕЛЬ Юлиане (DE), ЯН Маттиас (DE), ЦЕРТАНИ Рюдигер (DE), ШТОЛЛЕР Виктор (DE), ЕРБ Михаэль (DE), ХАЙНЕ Карл-Хайнц (DE), КУЦЛЕР Уве (DE) |
Патентообладатель(и): | Х.К. ШТАРК ГМБХ (DE) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2007-06-29 публикация патента:
10.04.2012 |
Данное изобретение относится к разложению суперсплавов, в частности, металлолома суперсплавов в расплаве соли щелочного металла с последующим извлечением ценных металлов, причем, извлекаются очень ценные металлы, такие как вольфрам, тантал и рений. Способ рекуперации ценных металлов из суперсплавов заключается в том, что их разлагают в расплаве соли, содержащем 60-95 вес. процентов NaOH и 5-40 вес. процентов Na2SO4. Затем осуществляют перевод продукта разложения расплава в твердую фазу в результате охлаждения до комнатной температуры. После охлаждения проводят превращение измельченного продукта разложения расплава в воде при температуре менее 80°C с получением водной суспензии, отделение водной фракции фильтрованием и извлечение из нее компонентов. Техническим результатом является повышение экономичности и степени извлечения ценных компонентов из отходов суперсплавов. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.
Формула изобретения
1. Способ рекуперации ценных металлов из суперсплавов, при котором суперсплавы разлагают в расплаве соли, содержащем 60-95 вес.% NaOH и 5-40 вес.% Na2SO4, причем в расплаве предварительно образуются три фракции, состоящие из:
растворимых в воде оксометаллатов металлов 6 и/или 7 побочных групп, и/или 3 главной группы Периодической системы элементов с щелочными металлами и/или их смесей,
нерастворимых в воде компонентов из группы таких металлов, как Co, Ni, Fe, Mn или Cr и/или их смесей,
оксидов и/или нерастворимых в воде оксометаллатов металлов 4 или 5 побочных групп Периодической системы элементов с щелочными металлами и/или их смесей.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в расплав соли добавляют до 10 вес.% соды.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что расплав соли содержит 75-90 вес.% NaOH и 5-20 вес.% Na2 SO4 и/или 5-10 вес.% соды.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что суперсплавы содержат в качестве главных компонентов один или несколько металлов из группы, включающей Ni, Co, Cr или Al, и в качестве побочных компонентов один или несколько элементов из группы, включающей Re, Мо, Та, Nb, W, Hf или Pt.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что суперсплав содержит 0,5-12 вес.% рения.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что на 1 кг суперсплава используют как минимум 1 кг расплава соли.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что разложение проводят в подвижном расплаве.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что разложение проводят в периодически или непрерывно работающей трубчатой вращающейся печи.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что через расплав пропускают воздух и/или кислород или их смесь.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что к расплаву добавляют окисляющие компоненты из группы таких соединений как нитраты, пероксодисульфаты, пероксиды щелочных металлов и/или их смеси.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что в расплав добавляют 5-25 вес.% окисляющих компонентов в пересчете на расплав соли.
12. Способ по п.9, отличающийся тем, что через расплав пропускают смесь воздуха и кислорода, состоящую из 25-95 об.% воздуха и 5-75 об.% кислорода.
13. Способ по п.10, отличающийся тем, что разложение проводят при температуре от 800 до 1200°C.
14. Способ по п.10, отличающийся тем, что суперсплавы частично окисляют.
15. Способ по одному из пп.1-14, отличающийся тем, что суперсплавы представляют собой металлолом суперсплавов.
16. Способ рекуперации ценных металлов из суперсплавов, который включает следующие стадии:
a) перевод продукта разложения расплава по п.1 в твердую фазу в результате охлаждения до комнатной температуры,
b) измельчение отвердевшего продукта разложения расплава,
c) превращение измельченного продукта разложения расплава в воде при температуре менее 80°C с получением водной суспензии, которая содержит
раствор, состоящий из смеси натриевых соединений из группы, которая включает NaOH, Na2SO4, NaAl(OH)4 и/или Na 2CO3, и металлатов элементов 6 и/или 7 побочной группы Периодической системы элементов с щелочными металлами,
твердую металлическую фазу, состоящую из металлов Co, Ni, Fe, Mn или Cr и/или их смесей.
твердую фазу, состоящую из гидроксидов и/или оксигидратов металлов 3 главной группы и металлов 4 и/или 5 побочной группы Периодической системы элементов,
d) отделение водной фракции фильтрованием,
e) разделение нерастворимой в воде фракции магнитным отделением металлических компонентов,
f) отделение оксидной фракции.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что превращение продукта разложения расплава проводят в воде при температуре менее 60°C.
18. Способ по п.16, отличающийся тем, что превращение продукта разложения расплава проводят в воде при температуре менее 40°C.
19. Способ по одному из пп.16-18, отличающийся тем, что суперсплавы представляют собой металлолом из суперсплавов.
20. Способ рекуперации ценных металлов из суперсплавов, который включает следующие стадии:
a) разложение суперсплавов в расплаве соли, содержащем 60-95 вес.% NaOH и 5-40 вес.% Na2 SO4,
b) охлаждение расплава до комнатной температуры,
c) измельчение продукта разложения расплава,
d) превращение измельченного продукта разложения расплава в воде при температуре менее 80°C и получение водной суспензии, которая содержит:
раствор, состоящий из смеси натриевых соединений из группы, которая включает NaOH, Na2SO 4, NaAl(OH)4 и/или Na2CO3 и металлатов элементов 6 и/или 7 побочной группы Периодической системы элементов с щелочными металлами,
твердую металлическую фазу, состоящую из металлов Со, Ni, Fe, Mn или Cr и/или их смесей,
твердую фазу, состоящую из гидроксидов и/или оксигидратов металлов 3 главной группы и металлов 4 и/или 5 побочной группы Периодической системы элементов,
e) отделение водной фракции фильтрованием,
f) отделение рения от водной фракции.
21. Способ по п.20, отличающийся тем, что к расплаву соли добавляют до 10 вес.% соды.
22. Способ по п.20 или 21, отличающийся тем, что суперсплавы представляют собой металлолом из суперсплавов.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к способу разложения суперсплавов, в частности металлолома суперсплавов в расплаве соли щелочного металла с последующим извлечением ценных металлов.
Суперсплавы представляют собой сплавы со сложным составом, устойчивые при высоких температурах, на основе никеля и кобальта с добавками других металлов, таких как, например, алюминий, хром, молибден, вольфрам, тантал, ниобий, марганец, рений, платина, титан, цирконий и гафний, а также неметаллов, таких как бор и/или углерод. Суперсплавы представляют собой сверхтвердые и в особенности устойчивые к истиранию сплавы, которые применяют в моторо- и двигателестроении, энергетической технике, а также в авиации и космической технике. Особенные свойства этих сплавов достигаются, в частности, добавлением редкоземельных и благородных металлов, таких как рений, тантал и ниобий или даже платина. Хороший обзор относительно состава, свойств и областей применения суперсплавов приведен в Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, том A13, пятое издание, 1989, стр.55-65 и в Kirk-Othmer Encyclopedia of Technology, том 12, четвертое издание, стр.417-458.
Суперсплавы отличаются от обычных сплавов с высокой температурой плавления, например W-Re-сплавы или Mo-Re-сплавы, своей особенной устойчивостью к окислению, соответственно, коррозии. Так, детали из суперсплавов в связи с их очень хорошей устойчивостью к окислению используют при изготовлении лопаток в турбинах самолетов. После истечения времени эксплуатации такие детали представляют важный источник сырья для извлечения редких металлов, в частности рения, тантала, ниобия, вольфрама, молибдена и платины.
Рекуперация легирующих металлов из суперсплавов представляет большой хозяйственный интерес в связи с высокими долями в них дорогих металлов. Так, специальные суперсплавы содержат такие металлы, как рений до 12 вес. процентов, тантал до 12 вес. процентов, ниобий до 5 вес. процентов, вольфрам и молибден до 12 вес. процентов. Другими металлами, которые являются основными металлами в суперсплавах, являются никель и кобальт. Суперсплавы представляют и для этих металлов важный источник сырья, из которого возможна хозяйственно выгодная рекуперация этих металлов.
Известен целый ряд гидро- и пирометаллургических, а также электрохимических способов для рекуперации металлических компонентов из суперсплавов, которые в связи со сложностью их осуществления и высокими энергетическими затратами не могут применяться в широких масштабах по экономическим соображениям из-за постоянно возрастающих цен на энергию.
Рекуперацию металлических компонентов из суперсплавов проводят согласно уровню техники при плавлении их в атмосфере защитного газа и последующем превращении в мелкозернистый порошок в результате разбрызгивания через форсунку. Недостаток такого способа переработки состоит в том, что суперсплавы плавятся только при высоких температурах 1200-1500°C. Собственно рекуперацию суперсплавов проводят только на второй стадии в результате обработки полученного порошка кислотами. Опыт показывает, что для этого требуется несколько дней. Согласно другому способу куски металлолома суперсплавов предварительно делают хрупкими, например, при низких температурах, а затем измельчают энергетически интенсивным перемалыванием, после чего разлагают мокрым химическим путем при повышенной температуре в минеральных кислотах с определенной концентрацией и составом (Potter и др., Eff. Technol. Recycling Metal, 1971, стр.35ff).
Кроме того, известны также способы, при которых предусмотрено разложение металлолома суперсплавов с помощью электрохимических процессов.
Согласно US 3649487 металлолом сплава на Fe/Ni/Co/Cu-основе, содержащий тугоплавкие металлы, например вольфрам, молибден и хром, вначале подвергают плавлению с добавлением неметаллических соединений групп III, IV или V и переводят в бориды, карбиды, нитриды, силициды или фосфиды, выплавляя из них аноды, и в заключение подвергают анодному окислению. При этом такие металлы, как Ni, Co и Cu переходят вначале в раствор и затем из раствора выделяются на катоде, в то время как тугоплавкие металлы, например, остаются в виде боридов, карбидов и т.п. в анодном шламе. Хотя в патенте и сообщается, что такие металлы, как Ni, Co, Cu отделены от тугоплавких металлов W, Mo или Cr, однако отсутствуют полные сведения о том, происходит ли полное разделение этих металлов. Кроме того, в патенте нет сведений об экономичности способа.
В WO 96/14440 описан способ электрохимического разложения суперсплавов в результате анодного окисления сплава в электролитной бане с органическим компонентом растворителя. В патенте сообщается, что к раствору электролита может быть добавлено до 10% воды, для того чтобы способ еще мог быть осуществлен согласно изобретению. С другой стороны, при этом возможно пассивирование анода в результате образования геля или крепко адгезированного оксидного слоя, что может приводить к прерыванию электролиза. Переработку и разделение ценных веществ из суспензии, образующейся в результате электролиза, затем проводят фильтрованием. Отделенный при этом, содержащий часть легирующих металлов остаток фильтрования далее обрабатывают термически через кальцинирование и в заключение обычными гидрометаллургическими способами.
В DE 10155791 С1 также описан электрохимический способ разложения суперсплавов. При этом процессе из суперсплавов вначале отливают пластины, которые затем электролитически разлагают в бескислородных неорганических кислотах. С проблемой анодного пассивирования здесь борются переполюсовкой электродов. Оба последних способа могут быть экономически целесообразно осуществлены только при определенных граничных условиях, в частности при высоком содержании рения в суперсплавах.
В DE 19521333 С1 описано пирометаллургическое разложение металлолома твердых или тяжелых металлов, содержащего вольфрам. Разложение происходит при температуре от 800 до 1000°C в расплаве соли, который состоит из NaOH и Na2SO4. Этим способом получают расплав вольфрамата натрия, который после охлаждения растворяют в воде.
Как и в данном изобретении, там щелочной, содержащий сульфат расплав металлолома, который содержит вольфрам и твердый металл, подвергают почти полному разложению в окисляющих условиях с образованием вольфрамата натрия. Это не вызывает удивления в связи с тем, что металлат отличается высокой стабильностью и в реакционных условиях растворяется в NaOH-расплаве, что гарантирует полное разложение металлолома твердого металла.
Задача данного изобретения состоит в создании способа разложения и рекуперации суперсплавов, в частности металлолома ренийсодержащих суперсплавов, в переработке и извлечении содержащихся в них ценных веществ в качестве экономически выгодной альтернативы по сравнению с рекуперацией, осуществляемой посредством анодного окисления или кислотного разложения.
Эта задача решается способом рекуперации ценных металлов из суперсплавов, причем суперсплавы разлагают в расплаве соли, который содержит 60-95 вес. процентов NaOH и 5-40 вес. процентов Na2 SO4, а образованный при этом продукт разложения в расплаве в заключение перерабатывают гидрометаллургически с целью простого разделения на отдельные ценные металлы. Предпочтительно разложение проводят в расплаве соли, состоящем из 65-85 вес. процентов NaOH и 15-35 вес. процентов Na2SO4 , более предпочтительно из 70-80 вес. процентов NaOH и 20-30 вес. процентов Na2SO4.
В случае суперсплавов, к разложению которых имеет отношение данное изобретение, более 50% металлических компонентов, например никель или кобальт, в реакционных условиях, предлагаемых в DE 19521333 С1, не образуют металлатов и оказалось неожиданным, что соответствующее разложение могло иметь место. Далее оказалось неожиданным, что практически весь никель и кобальт после разложения находились в металлическом виде, что позволяло, таким образом, очень предпочтительную переработку разложенного в расплаве продукта с использованием магнитного разделения. Уже из этого следует отчетливая экономическая предпочтительность по сравнению с цитированными электрохимическими способами разложения суперсплавов. Суперсплавы согласно данному изобретению представляют собой сплавы, которые в качестве главного компонента содержат от 50 до 80 вес. процентов никеля, от 3 до 15 вес. процентов, как минимум, одного или нескольких из элементов кобальта, хрома и при необходимости алюминия, а также от 1 до 12 вес. процентов одного или нескольких из элементов рения, тантала, ниобия, вольфрама, молибдена, гафния и платины.
Способ согласно данному изобретению особенно подходит для ренийсодержащих суперсплавов, которые содержат до 12 вес. процентов рения. Разложение суперсплавов согласно данному изобретению предпочтительно проводят таким образом, что в расплав соли добавляют до 10 вес. процентов соды (Na2CO3), предпочтительно до 8 вес. процентов соды, более предпочтительно до 5 вес. процентов соды в пересчете на вес расплава соли.
Предпочтительные составы расплава соли приведены в таблице 1.
Таблица 1 | ||
NaOH (вес. процентов) | Na2SO4 (вес. процентов) | Na2CO3 (вес. процентов) |
85 | 5 | 10 |
80 | 10 | 10 |
70 | 25 | 5 |
80 | 15 | 5 |
75 | 20 | 5 |
72 | 20 | 8 |
Суперсплавы могут быть представлены или в виде кусков обломков, или в виде порошков (продуктов размола или шлифовальных порошков).
Разложение суперсплавов может проводиться как в печах с непосредственным обогревом, например в печах с газовым или нефтяным отоплением, так и в печах с косвенным обогревом непрерывно или прерывисто. Подходящими для этого печами являются барабанные печи и вращающиеся трубчатые печи.
При этом предпочтительным является разложение суперсплавов в подвижном щелочном расплаве с прерывисто работающей непосредственно обогреваемой трубчатой вращающейся печью.
Разложение согласно данному изобретению проводят таким образом, что на 1 кг суперсплава берут, как минимум, 1 кг расплава соли, предпочтительно, как минимум, 1,5 кг и более предпочтительно, как минимум, 2 кг расплава соли. В случае таких суперсплавов, содержание рения в которых составляет более 8%, используют до 5 кг расплава на каждый 1 кг суперсплава.
Разложение суперсплавов согласно данному изобретению происходит с точки зрения пространственно-временного выхода особенно предпочтительно в том случае, когда через расплав соли пропускают воздух и/или кислород. Предпочтительно через расплав соли пропускают смесь воздуха и кислорода, которая содержит от 25 до 95 объемных процентов воздуха и от 5 до 75 объемных процентов кислорода, предпочтительно от 35 до 80 объемных процентов воздуха и от 20 до 65 объемных процентов кислорода.
Разложение суперсплавов согласно данному изобретению проводят при температуре от 800 до 1200°С. Предпочтительно разложение проводят при температуре от 850 до 1100°С, еще более предпочтительно при температуре от 900 до 1050°С. Хорошие условия разложения существуют в том случае, когда в расплав дополнительно вводят окислитель. В качестве окислителя можно использовать, например, нитраты, пероксодисульфаты, пероксиды щелочных металлов и/или их смеси. Предпочтительно в качестве окислителя используют нитрат калия, нитрат натрия, пероксид натрия, пероксид калия, пероксодисульфат натрия, пероксодисульфат калия и/или их смеси. Особенно хорошие скорости разложения достигаются в том случае, когда к расплаву добавляют от 5 до 25 вес. процентов окислительного компонента в пересчете на вес расплава.
Предпочтительные составы расплава соли приведены в таблице 2.
Таблица 2 | |||
NaOH (вес. процентов) | Na2SO4 (вес. процентов) | Na2CO3 (вес. процентов) | Окислитель (вес. процентов) |
70 | 10 | - | 20 (NaNO3 ) |
77 | 5 | - | 18(K2 S2O8) |
80 | 5 | 5 | 10 (Na2 O2) |
60 | 20 | 8 | 6 (NaNO3 ) |
6 (Na 2S2O8) | |||
85 | 10 | - | 8 (Na2 O2) |
Особенно предпочтительно при этом, когда разложение в расплаве проводят таким образом, что происходит частичное окисление суперсплава, или когда после приблизительно полного окисления на некоторое время задают восстановительные условия. В случае способа разложения согласно данному изобретению уже в самом расплаве предварительно образуются три фракции, состоящие из:
- растворимых в воде оксометаллатов металлов 6 и/или 7 побочных групп и/или 3 главной группы периодической системы элементов со щелочными металлами и/или их смесей;
- нерастворимых в воде компонентов из группы таких металлов, как Co, Ni, Fe, Mn или Cr и/или их смесей;
- оксидов и/или нерастворимых в воде оксометаллатов металлов 4 или 5 побочных групп периодической системы элементов со щелочными металлами и/или их смесей.
Эти три фракции в заключение перерабатывают гидрометаллургически. Предметом данного изобретения является, таким образом, способ переработки продукта разложения расплава суперсплава, который включает следующие стадии:
a) перевод продукта разложения расплава в твердую фазу в результате охлаждения до комнатной температуры;
b) измельчение отвердевшего продукта разложения расплава;
c) превращение измельченного продукта разложения расплава в воде при температуре менее 80°C с получением водной суспензии, которая содержит:
- раствор, состоящий из смеси натриевых соединений из группы, которая включает NaOH, Na2SO4, NaAl(OH) 4 и/или Na2CO3, и металлатов элементов 6 и/или 7 побочной группы периодической системы элементов со щелочными металлами,
- твердую металлическую фазу, состоящую из металлов Co, Ni, Fe, Mn и Cr,
- твердую фазу, состоящую из гидроксидов и/или оксигидратов металлов 3 главной группы и металлов 4 и/или 5 побочной группы периодической системы элементов;
d) отделение водной фракции фильтрованием;
e) разделение нерастворимой в воде фракции магнитным отделением металлических компонентов;
f) отделение оксидной фракции.
Способ согласно данному изобретению схематически представлен на прилагаемой фиг.1. В соответствии с фиг.1 продукт разложения расплава суперсплава (2) после охлаждения до комнатной температуры измельчают, после этого перемалывают на мельнице и в заключение выщелачивают в воде. Выщелачивание проводят предпочтительно при температуре менее 60°C, более предпочтительно при температуре менее 40°C. Особенностью продукта разложения расплава является то, что в нем уже предварительно образованы три фракции, которые во время выщелачивания в воде присутствуют как легко разделяемые фракции:
- фильтрат (4), который в существенной мере содержит элементы молибден, вольфрам и рений в виде металлатов щелочных металлов,
- нерастворимый в воде остаток (3), который содержит магнитную фракцию, состоящую практически из всех никелевых и кобальтовых долей сплава и примерно 1/3 присутствующего хрома в металлической форме, в то время как другие элементы представлены в виде побочных компонентов или присутствуют в следовых количествах и
- немагнитная фракция (5), которая включает элементы алюминий, хром, титан, цирконий, гафний, ниобий и тантал в виде их оксидов (например, Al2O3, Cr 2O3, TiO2, ZrO2, HfO 2, Ta2O5, Nb2O5 ) или гидроксидов (например, Al(OH)3, Cr(OH)3 , Ti(OH)4, Zr(OH)4, Hf(OH)4, Ta(OH)5, Nb(OH)5), или нитридов (например, AlN, CrN, TiN, HfN, NbN и TaN), или карбидов (например, AlC, Cr2C3, TiC, ZrC, HfC, NbC и TaC).
Дальнейшую переработку этих фракций можно проводить известными способами. Так, рений после фильтрования можно выделить из фильтрата (4) с помощью сильно основного ионообменника, как это описано в DE 10155791. Не содержащий рения раствор, который содержит в существенной мере молибдат натрия и вольфрамат натрия, можно добавлять к процессу по извлечению молибдена, соответственно, вольфрама.
Немагнитный остаток, который содержит до 15% тантала, можно использовать в качестве сырья в танталовой металлургии.
Магнитный остаток предпочтительно используют для получения кобальта и никеля.
Способ согласно данному изобретению особенно подходит для рекуперации рения из суперсплавов. Предметом данного изобретения далее является способ извлечения рения из суперсплавов, который включает следующие стадии:
a) разложение суперсплава в расплаве соли, содержащем 60-95 вес. процентов NaOH и 5-40 вес. процентов Na 2SO4;
b) охлаждение расплава до комнатной температуры;
c) измельчение продукта разложения расплава;
d) превращение измельченного продукта разложения расплава в воде при температуре менее 80°C и получение водной суспензии, которая содержит:
- раствор, состоящий из смеси натриевых соединений из группы, которая включает NaOH, Na2SO4, NaAl(OH) 4 и/или Na2CO3, и металлатов элементов 6 и/или 7 побочной группы периодической системы элементов со щелочными металлами,
- твердую металлическую фазу, состоящую из металлов Co, Ni, Fe, Mn и Cr,
- твердую фазу, состоящую из гидроксидов и/или оксигидратов металлов 3 главной группы и металлов 4 и/или 5 побочной группы периодической системы элементов;
e) отделение водной фракции фильтрованием;
f) выделение рения из водной фракции в соответствии с DE 10155791.
Способ извлечения рения из суперсплавов согласно данному изобретению предпочтительно проводят таким образом, что к расплаву соли добавляют до 10 вес. процентов соды (Na2CO3), предпочтительно до 8 вес. процентов соды, более предпочтительно до 5 вес. процентов соды в пересчете на вес расплава соли. Выделение рения из водной суспензии предпочтительно проводят с помощью сильно основного ионообменника.
Преимущество способа согласно данному изобретению состоит в том, что реакция разложения суперсплава в NaOH-Na2SO4-расплаве является экзотермической. Процесс является хорошо управляемым в результате пропускания воздуха или смеси воздуха с кислородом. Другое преимущество состоит в том, что удается почти полностью извлечь все ценные вещества.
Изобретение более подробно поясняется примерами, приведенными ниже.
Примеры
В барабанную печь, напрямую обогреваемую пламенем природного газа, загружают 1,97 т шлифовальной пыли суперсплава (1) вместе с 2,50 т NaOH и 0,45 т Na2SO4, нагревают в течение 4 часов при температуре 1110°C и оставляют еще на 1 час при этой температуре. Состав шлифовальной пыли суперсплава приведен в таблице 3.
После этого образовавшийся жидко-густой продукт разложения суперсплава в расплаве полностью выливают из печи. Охлажденный расплав вначале подвергают грубому измельчению, а затем перемалывают до размеров менее 2 нм. Получают 5,26 т порошкообразного продукта (2), который для выщелачивания примешивают к 7,5 м3 воды. После окончания подачи продолжают перемешивать еще в течение 2 часов, а затем фильтруют в пресс-фильтре и промывают 0,5 м3 воды. Получают 2,10 т остатка после фильтрования (3) и 9,3 м3 фильтрата (4). Остаток после фильтрования суспендируют в воде и металлические магнитные компоненты отделяют от оксидных и гидроксидных компонентов, прокачивая суспензию насосом через циркуляционный контур магнитного разделителя. В значительной мере освобожденную от металлов суспензию затем опять пропускают через пресс-фильтр, фильтраты использованы для следующего выщелачивания. Получают 1,46 т шлама металла (5) и 0,56 т шлама гидроксидов (6). Шлам гидроксидов (6) для рекуперации тантала отправляют на танталовую фабрику, шлам металла (5) для дальнейшей переработки отправляют на никелевую фабрику. Фильтрат, содержащий рений (3), подают в ионообменные колонки для извлечения рения. Дальнейшее обогащение и очистку рения проводят стандартными методами согласно уровню техники. Свободный от рения сток ионообменных колонок отправляют на вольфрамовую фабрику для использования в качестве предварительной загрузки при выщелачивании WO 3. Извлечение рения составляет 94%.
Составы шлифовальной пыли суперсплавов, а также важных промежуточных продуктов приведены в таблице 3.
Таблица 3 | ||||||||||||
% | кг | % | кг | % | кг | г/л | кг | % | кг | % | кг | |
Al | 9,28 | 183 | 4,47 | 235 | 1,46 | 30,5 | 21,9 | 204 | 0,12 | 1,7 | 5,05 | 28,4 |
Co | 7,09 | 140 | 2,59 | 136 | 6,73 | 141 | 0,0 | 0,0 | 9,46 | 138 | 0,37 | 2,1 |
Cr | 7,17 | 141 | 2,62 | 138 | 6,69 | 140 | 0,0 | 0,0 | 3,16 | 46,2 | 16,4 | 92,7 |
Hf | 0,22 | 4,4 | 0,08 | 4,3 | 0,21 | 4,3 | 0,0 | 0,0 | 0,09 | 1,4 | 0,52 | 2,9 |
Mo | 1,05 | 20,6 | 0,39 | 20,4 | 0,01 | 0,1 | 2,21 | 20,5 | 0,01 | 0,1 | 0,0 | 0,0 |
Ni | 51,3 | 1001 | 19,0 | 999 | 47,9 | 1000 | 0,0 | 0,0 | 68,8 | 1006 | 3,14 | 17,7 |
Re | 1,53 | 30,1 | 0,58 | 30,5 | 0,09 | 1,9 | 3,12 | 29,0 | 0,13 | 1,8 | 0,01 | 0,0 |
Ta | 4,20 | 82,8 | 1,55 | 81,3 | 3,93 | 82,0 | 0,0 | 0,0 | 1,94 | 28,4 | 9,55 | 53,8 |
Ti | 1,53 | 30,2 | 0,58 | 30,5 | 1,47 | 30,6 | 0,0 | 0,0 | 0,68 | 10,0 | 3,59 | 20,2 |
W | 4,38 | 86,2 | 1,64 | 86,1 | 0,04 | 0,9 | 9,16 | 85,3 | 0,06 | 0,9 | 0,0 | 0,0 |
Zr | 2,33 | 45,9 | 0,87 | 45,5 | 2,15 | 45 | 0,0 | 0,0 | 0,97 | 14,3 | 5,5 | 31,0 |
Неметалл. компоненты | 9,92 | |||||||||||
Сумма металлов | 90,08 | 1775 | 1807 | 1476 | 339 | 1249 | 249 |
Класс C22B7/00 Переработка сырья, кроме руды, например скрапа, с целью получения цветных металлов или их соединений
Класс C22B61/00 Получение металлов, не отнесенных к предыдущим группам этого подкласса
Класс C22B23/00 Получение никеля или кобальта